Počítačové sítě pro V3.x Teoretická průprava I. Ing. František Kovařík

Transkript

1 Počítačové sítě pro V3.x Teoretická průprava I. Ing. František Kovařík PK IT a ICT, SŠ IT a SP, Brno frantisek.kovarik@sspbrno.cz

2 LL vrstva (linky) 2

3 Obsah 2. bloku Význam LL, SLIP, PPP, HDLC, Ethernet. 3

4 Význam LL vrstvy Je to vrstva úzce související s fyzickou vrstvou a její architekturou, Jejím úkolem je organizovat datový tok do rámců, Zajišťuje integritu dat na fyzické lince a nabízí logickou adresaci pro fyzickou vrstvu, Z důvodů jednotnosti protokolu je rozdělena na: vrstvu nezávislou na médiu (LLC) a vrstvu, která zajišťuje vlastní přístup pro různá média (MAC). 4

5 SLIP Linkové protokoly Je nejjednodušším typem, nemá žádné záhlaví, Pro vymezení okrajů rámce používá znak 0c0h, který musí být v datovém toku nahrazen tzv. ESC sekvencí, Nemá ani kontrolní součet, integrita dat proto musí být nabídnuta vyššími vrstvami, 09ah 0c0h 36h 0dbh 0f8h 0c0h 0dbh 0dch 0dbh 0ddh 0c0 flag ESC seq ESC seq flag 5

6 Linkové protokoly CSLIP (Compressed SLIP) Navíc proti SLIP komprimuje záhlaví (např. 40B u TCP/IP zkracuje na 3B- 16B), Využívá se pro zvýšení propustnosti pomalejších linek (asynchronních), Této vlastnosti protokolu využívá protokol PPP, který si navíc tuto konfiguraci a kompresi dohodne s druhou stranou, Nekomprimuje data! 6

7 Princip komprese: Linkové protokoly Využívá toho, že během komunikace se záhlaví protokolu příliš nemění; pak je možné přenášet pouze změny nebo přírůstky změn: U TCP/IP se provádí pouze u TCP segmentu, ale neprovádí se v případě nastavení příznaků RST, SYN, FIN nebo nenastavení ACK, Kompresor: ověří komprimovatelnost paketu, pokud je možná, tak komprimuje, komprimuje jednotlivá spojení, pro každé udržuje SLOT s info o záhlaví, v případě již existujícího spojení provede kompresi s označením ukazatelů v případě neexistujícího spojení založí nové (buď ve volném SLOTu nebo nahradí nejstarší spojení) Kompresor Kompresor SLOT (0 až 255) SLOT (0 až 255) 7

8 HDLC Linkové protokoly Vznikl z protokolu SDLC fy IBM, určen pro synchronní přenos. Později byla norma HDLC rozšířena pro asynchronní přenos (například PPP, který je od HDLC odvozen), Módy HDLC: ABM (ABME) (asynchronous balanced mode)- pro propojení dvou stanic plným duplexem, existuje v rozšířené verzi NRM (NRME) (normal response mode)- odpovídá SDLC, spojení více stanic na poloduplexním spoji (přepínaný duplex), společné přenosové médium, jedna stanice řídící, ostatní podřízené, definován tzv. pooling, tj. řízení, kdy která stanice vysílá. Tento mód používán u deterministických protokolů. Řídící stanice Stanice 1 ARM (asynchronous response mode)- málo běžný. Podřízená stanice Stanice 2 Podřízená stanice 8

9 Linkové protokoly Formát rámce HDLC: Adresa- logická adresa stanice, užívá se v módu NRM (v ARM má hodnotu 0ffh), Řídící pole- slouží k rozlišení typů rámce: Iframe- číslované rámce, nabízí spolehlivost linky (pro přenos dat) Uframe- nečíslované rámce, nespolehlivé (pro data i řízení linky) Sframe- pouze pro řízení linky, slouží k řízení toku a potvrzování dat, CRC- kontrolní součet k zajištění integrity dat na lince, K vyloučení flag značky z dat se používá úspornější techniky, tzv. bit stuffing (vložení bit0 za opakovaný sled 5ti bit1). 07eh Adresa Řídící pole Data CRC 07eh flag flag 9

10 Linkové protokoly Protokol PPP: Má tvar rámců HDLC, navíc však umožňuje: Využívat rozhraní V.24, Používat asynchronní přenos nebo bitově či znakově synchronní, Vyžaduje full duplexní point_to_point spoj (pevné nebo komutované linky), Nepoužívá I- rámce, pouze U- rámce (nečísluje a tedy neopakuje přenos), Umožňuje přenos více síťových protokolů Formát rámce: CtrF- řídící pole pro řízení linky (služební protokoly), Protokol- pole obsahující identifikaci protokolu vyšší vrstvy, Ostatní pole stejná, jako u HDLC. 07eh Adresa CtrF Protokol Data CRC 07eh flag flag 10

11 Linkové protokoly PPP a služební protokoly: Součástí je 5 služebních protokolů: 1. LCP (C021h)- slouží k navázání spojení 2. PAP, CHAP, EAP (C023h)- slouží k autentizaci 3. Protokol pro zpětné volání 4. Další protokoly- šifrování přenosu, komprimaci dat (CCP), rozložení zátěže (MLP), rozšiřování přenosového pásma (BAP) 5. Skupina protokolů NCP (8xxxh) pro vyjednávání IP protokolů, např.: IPCP (8021h)- pro IP (verze 4) IPV6CP (8057h)- pro IPv6 IPXCP (802bh)- pro IPX 11

12 Linkové protokoly Protokol LCP a navázání spojení: Je to služební protokol, který je společný všem síťovým protokolům přenášeným touto linkou. Je určen k navázání, ukončení spojení, dohodě na autentizačním algoritmu apod. Linka se nachází ve stavu: Navazování spojení Autentizace Síťový protokol a Ukončování spojení Odpojena Navazování spojení Ukončování spojení Zpětné volání Autentizace Další protokoly Síťový protokol Síťový protokol Síťový protokol 12

13 Linkové protokoly CSMA/CD (Ethernet): Je to nedeterministický protokol s náhodným přístupem (kolizní), Je schopen detekovat kolizi a následně realizovat linkovou komunikaci, Nejrozšířenější a podporuje téměř všechny druhy médií i rychlostí (od 1Mb/s do 10Gb/s), Položky v rámci: Adr D/S- jsou to 6B adresní pole ( MAC adresy ), musí být unikátní na LAN, Délka/Typ- 2B pole obsahující buď celkovou délku rámce, nebo Typ přenášeného protokolu NL, Data- datové pole v délce ( )B, FCS- 2B samoopravný dopředný kontrolní součet (zvyšuje spolehlivost). 07eh Adr D Adr S Délka/Typ Data FCS 07eh flag flag 13

14 CSMA/CD (Ethernet): Princip řešení kolize: Linkové protokoly 14

15 Linkové protokoly CSMA/CA (Ethernet bezkolizní): Je to varianta protokolu s deterministickým přístupem (bezkolizní), Užívá se na bezdrátových sítích (WiFi, Wireless USB, BlueTooth) Protokol se předběžně vyhýbá kolizi ( avoidance ), používá volné (nepřekrývané) frekvenční pásmo a řízení přístupu. 15

16 Konec 2. bloku Autor: Ing. František Kovařík 16